摘要
本文深入探討 了 跳頻 (FH) 的概念 , 以及如何通過 靈活設(shè)計(jì) ADRV9002 SDR 收發(fā)器的鎖相環(huán) (PLL) 架構(gòu) 來實(shí)現(xiàn) 四大 跳頻 特性。這些特性可為用戶提供 強(qiáng)大的 跳頻功能,讓他們能夠處理單通道和雙通道操作模式下的Link 16和快速實(shí)時(shí)載波頻率負(fù)載等應(yīng)用。此外,跳頻 與 多芯片同步(MCS)和數(shù)字預(yù)失真(DPD) 技術(shù) 的結(jié)合使ADRV9002 SDR收發(fā)器成為一種非常有吸引力的解決方案,可滿足當(dāng)今復(fù)雜通信系統(tǒng)中的更高要求。
簡介
與 傳統(tǒng)的無線電通信 不同 ,跳頻 (FH) 定義了 一種 通過快速改變載波頻率 1 來發(fā)送無線電信號(hào)的方法, Nikola Tesla 在 1903 年的美國專利 “ 信號(hào)傳輸方法 ” 中首次提到了這種方法。后來,在 1942 年,女演員 Hedy Lamarr 和作曲家 George Antheil 進(jìn)一步鞏固了這一概念,他們從鋼琴的按鍵數(shù)量得到啟發(fā),在 88 個(gè)頻率之間切換,以防止魚雷的無線電控制受到干擾。一百多年來,從第一次世界大戰(zhàn)中固定指揮點(diǎn)之間的非實(shí)時(shí)、低速通信,到 當(dāng)代 飛機(jī)、艦船和陸地系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)、高速多媒體通信,跳頻在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用已進(jìn)入了一個(gè) 嶄新的 時(shí)代。此外,跳頻已廣泛應(yīng)用于許多無線個(gè)人通信網(wǎng)絡(luò),如藍(lán)牙 ® 個(gè)人局域網(wǎng) (PAN) ,以及消費(fèi)電子和業(yè)余無線電領(lǐng)域,如對(duì)講機(jī)、汽車模型和無人機(jī)。
什么是跳頻?
跳 頻 的 概念如圖 1 所示。 如果 將整個(gè)頻帶和持續(xù)時(shí)間劃分為二維網(wǎng)格 , 那么 在任何給定的時(shí)隙, 將會(huì) 使用不同的頻率子帶進(jìn)行通信。跳頻模式的隨機(jī)性相當(dāng)于增加了另一個(gè)只能在 發(fā) 送器和接收器之間解碼的安全層,使其具有較高的抗窄帶干擾能力和較強(qiáng)的抗惡意攔截和 封鎖的 能力。此外,跳頻信號(hào)相互干擾小,可以和其他傳統(tǒng)通信共享帶寬, 實(shí)現(xiàn)更高的 頻譜效率。隨著跳頻速率加快且使用更 多 的子頻帶,跳頻的優(yōu)勢(shì)變得更加突出,成為對(duì)許多不同應(yīng)用有吸引力的解決方案。
圖 1. 跳頻 的概念
下一代 SDR 收發(fā)器
ADRV9002 是一款雙窄帶和寬帶 SDR 收發(fā)器,提供出色的 RF 性能和先進(jìn)的系統(tǒng)功能,例如 DPD 和跳頻。 ADRV9002 的工作頻率為 30 MHz 至 6 GHz ,覆蓋超高頻 (UHF) 頻帶;特高頻 (VHF) 頻帶;工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療 (ISM) 頻帶 和 蜂窩頻段 。可以支持 窄帶 (kHz) 和 不超過 40 MHz 的 寬帶操作 。圖 2 顯示了 ADRV9002 的 簡化 示意 框圖。其中包括發(fā)送和接收雙通道,以及一組高級(jí)數(shù)字信號(hào)處理算法。許多其他收發(fā)器都是將一個(gè) PLL 專用于接收數(shù)據(jù)路徑,另一個(gè)專用于發(fā)送數(shù)據(jù)路徑,而以紅色 方框中 顯示的 ADRV 9002 PLL 結(jié)構(gòu)則比較獨(dú)特,它在器件中使用兩個(gè) RF PLL ,并且可以選擇將兩個(gè) PLL 提供給 任何接收器或發(fā)送器 使用 ,兩個(gè)一起用或一個(gè)都不用。這種靈活性是在各種 TDD 應(yīng)用中支持跳頻的關(guān)鍵,例如單通道和雙通道操作,包括僅發(fā)送模式 (1T/2T) 、僅接收模式 (1R/2R) 和發(fā)送 / 接收模式 (1T1R/2T2R) 。雙通道操作支持通道分集和通道多路復(fù)用。此外,可以在乒乓模式下使用兩個(gè) PLL ,以滿足嚴(yán)格的跳頻時(shí)序要求。
ADRV9002 的四大跳頻特性
通過 兩個(gè) PLL 多路復(fù)用和 PLL 快速重新調(diào)諧 實(shí)現(xiàn)特 快速跳頻
跳 頻是通過在切換到不同頻率之前重新調(diào)諧 PLL 來實(shí)現(xiàn)的。 ADRV9002 根據(jù) PLL 的使用情況提供不同的跳頻模式。 2 圖 1 中的每個(gè)時(shí)隙代表一個(gè)跳幀,可以分為一個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)間段和一個(gè)停留時(shí)間段,如圖 3 所示。
圖 2. 采用靈活的 PLL 設(shè)計(jì)的 ADRV9002 簡化示意 框圖
圖 3. 跳幀結(jié)構(gòu)
在較慢的跳頻模式下 , 如果頻率變化之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間足夠長 ( 比通道設(shè)置時(shí)間和所需的 PLL 調(diào)諧時(shí)間長 ), 則 TDD 操作中的一對(duì)發(fā)送和接收通道只需要一個(gè) PLL (稱為一個(gè) PLL 重新調(diào)諧模式 ) 。為了實(shí)現(xiàn)更快的跳頻和更短的轉(zhuǎn)換時(shí)間(比通道設(shè)置時(shí)間和所需的 PLL 調(diào)諧時(shí)間短),在器件中則可以使用兩個(gè)鎖相環(huán)(稱為兩個(gè) PLL 多路復(fù)用模式)。兩個(gè) PLL 以乒乓方式相互協(xié)調(diào):當(dāng)一個(gè) PLL 用于當(dāng)前頻率時(shí),另一個(gè) PLL 則重新調(diào)諧至下一個(gè)頻率。這樣就可以實(shí)現(xiàn)快速跳頻, 從而 大大縮短不同頻率變化之間所需的轉(zhuǎn)換時(shí)間。表 1 總結(jié)了這兩種模式。
表 1.ADRV9002 跳頻模式(基于 PLL 的使用情況)
跳頻模式
轉(zhuǎn)換時(shí)間
通道對(duì)的
PLL
允許的 PLL
重新調(diào)諧時(shí)間
PLL 多路復(fù)用
<PLL 重新調(diào)諧時(shí)間
兩個(gè) PLL
< 兩次轉(zhuǎn)換 + 一次停留 時(shí)間
PLL 重新調(diào)諧
>PLL 重新調(diào)諧時(shí)間
一個(gè) PLL
< 一次轉(zhuǎn)換 時(shí)間
如表 1 所示,要選擇兩種模式中的哪一種,由用戶定義的轉(zhuǎn)換時(shí)間決定。
圖 4 進(jìn)一步解釋了 PLL 多路復(fù)用模式概念。如前所述,每個(gè)時(shí)隙代表一個(gè)跳幀,它由一個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)間段和一個(gè)停留時(shí)間段組成。當(dāng)一個(gè) PLL 在停留時(shí)間內(nèi)使用時(shí),另一個(gè) PLL 從同一跳幀的轉(zhuǎn)換時(shí)間開始時(shí)即開始進(jìn)行調(diào)諧。它可以一直進(jìn)行調(diào)諧,直到下一個(gè)跳幀的轉(zhuǎn)換時(shí)間段結(jié)束 為止 。所以,只要所需的 PLL 調(diào)諧時(shí)間比一次停留時(shí)間和兩次轉(zhuǎn)換時(shí)間的總和短, PLL 多路復(fù)用模式就是成功的。
圖 4. 用于快速跳頻的 PLL 多路復(fù)用模式
PLL 多路復(fù)用模式下的跳頻對(duì)軍事應(yīng)用來說至關(guān)重要,例如 Link 16 。 Link 16 被認(rèn)為是北大西洋公約組織 (NATO) 使用的最重要的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈路標(biāo)準(zhǔn)之一, 它 使用 960 MHz 至 1.215 GHz 射頻頻段的抗干擾高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)鏈路。 3 通過在初始化時(shí) 準(zhǔn)確 校準(zhǔn)整個(gè)跳頻范圍, ADRV9002 采用快速 PLL 重新調(diào)諧模式來滿足嚴(yán)格的時(shí)序要求。 PLL 重新調(diào)諧時(shí)間取決于 ADRV9002 PLL 參考時(shí)鐘速率。表 2 顯示在不同的 PLL 參考時(shí)鐘速率下所需的快速 PLL 重新調(diào)諧時(shí)間。 PLL 參考時(shí)鐘速率為 300 MHz 時(shí),快速 PLL 重新調(diào)諧時(shí)間約為 15 μs 。 Link 16 的跳幀長度為 13 μs 時(shí),如果轉(zhuǎn)換時(shí)間大于 2 μs ,在使用 PLL 多路復(fù)用模式時(shí)使用 15 μs 的 PLL 重新調(diào)諧時(shí)間即可滿足時(shí)序要求,具體如表 1 所示。
表 2. 使用快速 PLL 重新調(diào)諧模式時(shí)的 PLL 重新調(diào)諧時(shí)間
PLL 參考時(shí)鐘 (MHz)
快速 PLL 重新調(diào)諧時(shí)間 (μs)
30
91
38.4
77
50
56
100
27
150
21
200
20
250
17
300
15
正如論文 “ 在存在窄帶干擾的情況下,通過緩慢、平坦的 Nakagami 衰減 通道傳輸?shù)?/span>JTIDS/Link 16 型波形的性能分析 ”3 中所述, Link 16 消息數(shù)據(jù)可以作為單脈沖或雙脈沖發(fā)送,具體由打包結(jié)構(gòu)決定。單脈沖結(jié)構(gòu)包含 6.4 μs 開啟時(shí)間和 6.6 μs 關(guān)閉時(shí)間,總持續(xù)時(shí)間為 13 μs 。雙脈沖結(jié)構(gòu)由兩個(gè)單脈沖組成,它們傳輸相同的數(shù)據(jù),但使用不同的載波頻率,如圖 5 所示。所以,轉(zhuǎn)換時(shí)間 大致 為 6.6 μs (>2 μs) ,因此使用 ADRV9002 實(shí)現(xiàn) Link 16 跳頻 是完全可行的 。
圖 5. 標(biāo)準(zhǔn)的 Link 16 雙脈沖結(jié)構(gòu)
圖 6 顯示 ADRV9002 發(fā)送輸出(功率與時(shí)間以及頻率與時(shí)間 之間 的關(guān)系),采用 Link 16 型跳幀(為簡 化 起見, 僅 使用發(fā)送跳頻)。注意,為了顯示 ADRV9002 可實(shí)現(xiàn)的最短轉(zhuǎn)換時(shí)間,實(shí)驗(yàn)未使用圖 5 中所示的標(biāo)準(zhǔn) Link 16 脈沖結(jié)構(gòu) ,而是 開啟時(shí)間從 6.4 μs 增加到 11 μs ,關(guān)閉時(shí)間從 6.6 μs 縮短到 2 μs 。將 Tektronix RSA306B 頻譜分析儀連接至 ADRV9002 評(píng)估板的發(fā)送輸出端口,以進(jìn)行觀察。上 方的 圖顯示功率與時(shí)間的關(guān)系。從圖中可以看出,每隔 13 μs 就會(huì) 進(jìn)行 發(fā)送跳頻,連續(xù)發(fā)送跳幀之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間 大 約為 3 μs 。下 方的 圖顯示頻率與時(shí)間的關(guān)系。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,發(fā)送載波頻率以 1 MHz 的步長在四個(gè)不同的頻率之間循環(huán)。 正如 預(yù)期的一樣,下 方的 圖證實(shí) 了 發(fā)送輸出也以 1 MHz 的步長在四個(gè)不同的頻率之間循環(huán), 并且 在整個(gè)停留時(shí)間段內(nèi)都具備出色的頻率精度。
圖 6.Link 16 Tx 跳頻的發(fā)送輸出
通過 使用更先進(jìn)的測試設(shè)備 ( 例如 Keysight E5052B 和 R&S FSWP ) 可以進(jìn)一步測量 Link 16 跳頻的頻率精度。在表 3 所示的測量示例中,發(fā)送載波頻率在 400 MHz 、 400.1 MHz 、 400.2 MHz 和 400.3 MHz 時(shí)跳頻。發(fā)送輸入信號(hào)也相應(yīng)的同步變換頻率從而使所有跳幀生成 400 MHz 的頻率輸出。測量持續(xù)時(shí)間設(shè)置為 100 μs ,其中包括 7 個(gè)完整的跳幀。每隔 128 ns 測量一次頻率?梢钥闯觯谕A魰r(shí)間開始時(shí), PLL 已經(jīng)完全鎖定。停留時(shí)間期間的頻率誤差取決于相位噪聲性能。表 3 顯示這 7 個(gè)連續(xù)跳幀的平均、最大和最小頻率偏移(輸出頻率和 400 MHz 之間的絕對(duì)差值)性能。在大多數(shù)幀中,平均頻率誤差低于 1 ppm 。數(shù)十次實(shí)驗(yàn)顯示出同樣的結(jié)果。注意,測量值可能因設(shè)備和測試配置而異。
表 3.Link 16 跳頻的頻率精度性能
跳 幀編號(hào)
平均頻率誤差 (Hz)
最大頻率誤差 (Hz)
最小頻率誤差 (Hz)
1
348
730
46
2
424
997
4
3
267
563
20
4
327
892
7
5
253
569
2
6
394
903
12
7
253
677
17
ADRV9002 還提供了 用戶微調(diào) PLL 環(huán)路濾波器帶寬 的能力 。當(dāng) PLL 環(huán)路濾波器帶寬配置為 1200 kHz 時(shí),可以實(shí)現(xiàn)表 3 所示的性能。 較 大的 PLL 濾波器帶寬可以 減少 PLL 重新調(diào)諧時(shí)間,確保在停留時(shí)間開始前 PLL 完全鎖定。 建議 用戶 進(jìn)一步 評(píng)估其應(yīng)用中所需的相位噪聲性能 來 選擇 最合適的 環(huán)路濾波器帶寬。
使用 靜態(tài)和動(dòng)態(tài) 的方式 加載 高達(dá)128個(gè)不同頻率的跳頻表
ADRV9002 針對(duì)所有跳頻模式使用跳頻表概念。 2 跳頻表中 的每一項(xiàng) 包含 了 跳幀的頻率和其他操作參數(shù)。跳頻表可以是靜態(tài) 加載 的,這表示它在初始化期間加載,之后不允許即時(shí)更改。它也可以是動(dòng)態(tài) 加載 的,即在執(zhí)行跳頻期間加載;在這種情況下,用戶可以即時(shí)更改表的內(nèi)容。此外,還使用了類似乒乓的概念,因此用戶可以選擇性地加載兩個(gè)不同的表,每個(gè)表包含最少 1 個(gè)、最多 64 個(gè)項(xiàng)。在一個(gè)表用于當(dāng)前跳幀時(shí),加載另一個(gè)表,準(zhǔn)備用于下一個(gè)跳幀。每個(gè)項(xiàng)都會(huì)通知 ADRV9002 關(guān)于某個(gè)跳幀的配置?梢酝ㄟ^自動(dòng)遞增索引方式(如果是兩個(gè)跳頻表, 則是 從第一個(gè)表的第一項(xiàng)開始,到第二個(gè)表的最后一項(xiàng),然后重新回到第一個(gè)表的第一項(xiàng),如果是一個(gè)跳頻表,則 是 連續(xù)循環(huán)),或通過數(shù)字 GPIO 指示的特定項(xiàng)對(duì)跳頻表進(jìn)行 隨時(shí) 索引。
圖 7 顯示跳頻表 A 和 B ,每個(gè)包含 N 個(gè)項(xiàng) (1 ≤ N ≤ 64) 。表中的每個(gè)項(xiàng)包含 4 個(gè)重要參數(shù):跳頻、中頻(僅用于接收 IF 模式)、接收增益 表的索引 ,以及發(fā)送衰減。在 TDD 操作中,用戶必須通過專用的通道設(shè)置信號(hào)(每個(gè)發(fā)送通道一個(gè),每個(gè)接收通道一個(gè))來通知 ADRV9002 為每個(gè)跳幀啟用了哪個(gè)通道(發(fā)送或接收)。所以,盡管跳頻表中的每個(gè)項(xiàng)都 同時(shí) 包含接收和發(fā)送參數(shù),但只會(huì)使用相關(guān)參數(shù)。
圖 7.ADRV9002 跳頻表內(nèi)容和索引方法
在 進(jìn)一步探討 如何 在跳頻模式中使用跳頻表之前,需要先了解 ADRV9002 和基帶集成電路 (BBIC) 之間的 大體的 通信 方式 。
如圖 8 所示 , BBIC 作為跳頻操作的主要部分 , 會(huì) 設(shè)置跳頻模式、通道設(shè)置信號(hào) ( Rx1_ENBALE 、 Rx2_ENABLE 、 Tx1_ENABLE 和 Tx2_ENABLE ) 、 HOP 信號(hào) ( HOP1 和 HOP2 ), 以及靜態(tài)或動(dòng)態(tài)跳頻表 ( 包含 跳頻、接收 IF 頻率、接收增益 表的索引 和發(fā)送衰減 ) 。 BBIC 通過 SPI 接口或 DGPIO 與 ADRV9002 通信。 ADRV9002 作為一個(gè)節(jié)點(diǎn) 接收來自 BBIC 的信號(hào),然后相應(yīng)地配置數(shù)據(jù)路徑和 LO 進(jìn)行跳頻 。
圖 9 所示為一個(gè)動(dòng)態(tài)表示例,每個(gè)跳頻表 A 和 B 僅加載一個(gè)頻率。這是一種極端情況,允許用戶即時(shí)更改每個(gè)幀的跳頻。本示例使用 PLL 多路復(fù)用模式。如圖 8 所示,跳頻信號(hào)的上升沿和下降沿定義跳幀的時(shí)序邊界,如之前所述,每個(gè)跳幀由轉(zhuǎn)換時(shí)間和停留時(shí)間組成。通道設(shè)置信號(hào)上升沿定義一個(gè)幀延遲(在 PLL 多路復(fù)用模式下,這種延遲是必要的)之后的跳幀類型。
圖 8. ADRV9002 和 BBIC 如何在跳頻期間互相 通信的 大概 框圖
注意,通道設(shè)置信號(hào)既可以表示發(fā)送設(shè)置信號(hào),也可以表示接收設(shè)置信號(hào)。圖 9 顯示了該信號(hào)的簡化版本示意圖。由于 TDD 操作同時(shí)涉及發(fā)送和接收,用戶需要分別配置發(fā)送設(shè)置信號(hào)和接收設(shè)置信號(hào)。除了指示跳幀類型,通道設(shè)置信號(hào)還可以用來觸發(fā) BBIC 進(jìn)行 跳頻表加載。 跳頻 表加載應(yīng)在通道設(shè)置信號(hào)下降沿之后 的那個(gè) 跳頻信號(hào)沿之前完成,然后 PLL 在同一跳頻信號(hào)邊沿開始調(diào)諧到該頻率,并為 由 下一個(gè)跳頻邊沿指示的下一個(gè)跳幀做好準(zhǔn)備。表 A 和表 B 以乒乓模式運(yùn)行,這樣加載完成后,一個(gè)表的頻率 用來進(jìn)行跳頻 操作,同時(shí)對(duì)另一個(gè)表的頻率實(shí)施調(diào)諧。
圖 9. 在 PLL 多路復(fù)用模式下,動(dòng)態(tài) 的使用跳頻 表加載一個(gè)頻率的示例
圖 10 顯示 通過 動(dòng)態(tài) 方式使跳頻 表每次加載 4 個(gè)項(xiàng)和 8 個(gè)項(xiàng)時(shí)發(fā)送 輸出 頻率與時(shí)間 之間 的關(guān)系。發(fā)送輸入具有 0 kHz 、 –100 kHz 、 –200 kHz 和 –300 kHz 頻率的 4 個(gè)幀,并通過連續(xù)循環(huán)這些幀將其饋送到 ADRV9002 。它與跳幀完全匹配和同步,所以 0 kHz 輸入幀對(duì)應(yīng) 3.1 GHz LO 。跳頻期間,當(dāng) LO 變更為下一頻率,發(fā)送輸入頻率也變更為下一頻率。
在執(zhí)行跳頻時(shí),動(dòng)態(tài)加載表 A 和表 B (為了簡 化 和便于觀察,每次加載時(shí)表內(nèi)容不改變)。對(duì)于每次加載 4 項(xiàng),在 3.1 GHz 輸出頻率 會(huì)看到四個(gè)連續(xù)的發(fā)送輸出幀,然后在 3.1004 GHz 輸出頻率也會(huì)看到 四個(gè)連續(xù)的 發(fā)送輸出 幀, 然后以 這種模式循環(huán)往復(fù)。對(duì)于每次加載 8 項(xiàng),在 3.1 GHz 輸出頻率 會(huì)看到四個(gè)連續(xù)的發(fā)送輸出幀,在 3.1004 GHz 輸出頻率 4 個(gè)連續(xù)幀,在 3.1008 Hz 輸出頻率 四個(gè)連續(xù)幀,以及 3.1012 GHz 輸出頻率 四個(gè)連續(xù)幀, 然后以 這種模式循環(huán)往復(fù)。圖 8 所示的發(fā)送輸出證實(shí)動(dòng)態(tài)表加載操作如預(yù)期 完全 一致 。
使用雙通道 來實(shí)現(xiàn) 通道分集與通道多路復(fù)用
如 圖 2 所示, ADRV9002 支持發(fā)送和接收雙通道。可以對(duì)兩個(gè)通道應(yīng)用跳頻,以實(shí)現(xiàn)通道分集或通道多路復(fù)用。
要實(shí)現(xiàn)分集,需使用同樣的 PLL (一個(gè)或兩個(gè))、同樣的跳頻表和 TDD 時(shí)序配置使兩個(gè)通道同時(shí)跳頻。 用戶 可以啟用 ADRV9002 提供的 MCS 功能,確保同一個(gè)或不同 ADRV9002 器件上的多個(gè)通道彼此完全同步, 以保證 確定性延遲。還可以通過 MCS 實(shí)現(xiàn)相位同步, 但必須 在每次 PLL 重新調(diào)諧頻率時(shí)執(zhí)行 相應(yīng)操作 。通過 MCS , 實(shí)現(xiàn)了 多個(gè)通道在跳頻期間 的 同步,使 ADRV9002 成為對(duì)涉及跳頻的 MIMO 分集應(yīng)用來說非常有吸引力的解決方案。 了解 在跳頻期間使用 MCS 的要求和限制的更多詳細(xì)信息,請(qǐng)參閱 ADRV9001 系統(tǒng)開發(fā)用戶指南 。 2
對(duì)于通道多路復(fù)用,每 對(duì)發(fā)送和接受 通道使用一個(gè) PLL ,彼此獨(dú)立地執(zhí)行跳頻。其中一個(gè)限制是特快跳頻(要求為一個(gè)發(fā)送和接收通道對(duì)配備兩個(gè) PLL )無法用于 使 一個(gè) ADRV9002 器件的 兩對(duì) 通道 進(jìn)行 多路復(fù)用。
除了 2T2R 模式,還值得一提的是: ADRV9002 還支持 1T2R 和 2T1R 的跳頻操作,因而可以更靈活地滿足用戶的特定要求。
支持跳頻 與 DPD 操作同時(shí)進(jìn)行
ADRV9002 還支持窄帶和寬帶應(yīng)用的 DPD 操作。它在實(shí)現(xiàn)符合標(biāo)準(zhǔn)的相鄰?fù)ǖ拦β市孤┍?/span>(ACPR) 性能的同時(shí),修正功率放大器 (PA) 的非線性,從而顯著提高功率放大器的效率。
ADRV9002 的一個(gè)高級(jí)功能是 DPD 可以和跳頻一起執(zhí)行。在這種情況下, ADRV9002 允許用戶配置多達(dá) 8 個(gè)頻率區(qū)域,而 DPD 算法為每個(gè)頻率區(qū)域創(chuàng)建一個(gè)優(yōu)化解決方案。針對(duì)每個(gè)區(qū)域, DPD 解決方案作為一組系數(shù),可以分別在傳輸開始和結(jié)束時(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)和加載。這可以確保在整個(gè)跳頻范圍內(nèi)保持 PA 線性度。
由于 DPD 是一個(gè)自適應(yīng)濾波過程,必須周期性地捕獲一組樣本進(jìn)行系數(shù)計(jì)算,因此跳幀長度需要足夠長才能滿足 DPD 捕獲長度要求。但是,如果用戶只使用初始加載的 DPD 系數(shù),無需進(jìn)行 DPD 更新,則不存在這種限制。
ADRV9002 的跟蹤校準(zhǔn)通常不會(huì)在快速跳頻期間進(jìn)行。但是,會(huì)根據(jù)用戶的跳頻配置,基于多個(gè)頻率區(qū)域執(zhí)行初始校準(zhǔn),以實(shí)現(xiàn)最佳性能。
使用 ADRV9002 收發(fā)器評(píng)估軟件 (TES) 進(jìn)行跳頻性能評(píng)估
用戶 可以通過 ADRV9002 TES 軟件在評(píng)估板上 充分 測試 跳頻性能。 TES 支持 Xilinx® ZC706 和 ZCU102 FPGA 評(píng)估板。 2 如圖 11 所示,可以輕松使用跳頻配置頁面來配置跳頻參數(shù),包括跳頻操作模式、跳頻表、 GPIO 設(shè)置和 TDD 時(shí)序等。 TES 內(nèi)置 FPGA 同步功能,因此用戶能夠準(zhǔn)確控制 TDD 時(shí)序,確保發(fā)送或接收幀能完全與跳幀同步。 TES 中還提供許多跳頻示例,供用戶進(jìn)一步分析研究。
圖 10. 用動(dòng)態(tài) 加載 跳頻表的方法每次 載入 4 項(xiàng)和 8 項(xiàng)的 跳頻 結(jié)果 比較
圖 11. 通過 TES 配置跳頻
結(jié)論
跳 頻是下一代 SDR 收發(fā)器 ADRV9002 的先進(jìn)系統(tǒng)特性之一。 ADRV9002 使用 兩個(gè) PLL 、多種跳頻模式,以及 通過靈活 加載和 索引 跳頻表的 方法 ,為用戶提供出色的跳頻能力,以便應(yīng)對(duì)各種應(yīng)用并滿足更高系統(tǒng)要求。所有功能都可以通過 ADRV9002 TES 和軟件開發(fā)套件 (SDK) 進(jìn)行全面評(píng)估。
參考資料
1 John G. Proakis 。數(shù)字通信, 第 3 版。 McGraw-Hill , 1994 年 3 月。
2 UG-1828 : ADRV9001 系統(tǒng)開發(fā)用戶指南 。 ADI 公司 , 2021 年 10 月 。
3 Kao Chin-Han 。 “ 在存在窄帶干擾的情況下 , 通過緩慢、平坦的 Nakagami 衰減 通道 傳輸?shù)?/span> JTIDS/Link 16 型波形 的 性能分析 。 ” 美國海軍研究生院 , 2008 年。